АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НАСОСА «ШГН+ЭЦН» В РОССИИ

Баязитова С.Р.¹, Миннулина А.Р.²

¹ORCID: 0000-0002-6412-0058, Студент,

ФГБОУ ВО Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Октябрьском

²ORCID: 0000-0001-5787-8891, Студент,

ФГБОУ ВО Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Октябрьском

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НАСОСА «ШГН+ЭЦН» В РОССИИ

Аннотация

Сложно переоценить значение нефти и природного газа в современной жизни человечества. Россия – одна из влиятельнейших государств в нефтедобывающей отрасли, являющаяся обладателем крупнейших резервов углеводородного сырья в мире. Высокая степень нефтеизвлечения тесно взаимосвязана с процессами добычи нефти и попутного газа. В данной статье проанализированы методы одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ), выявлены положительные качества использования данных процессов для эффективной добычи нефти.

Ключевые слова: нефть, одновременно-раздельная эксплуатация, ШГН, ЭЦН, нефтеизвлечение, многопластовые месторождения.

Bayazitova S.R.¹, Minnulina A.R.²

¹ORCID: 0000-0002-6412-0058, Student,

²ORCID: 0000-0001-5787-8891, Student,

FSBEI of Higher Education “Ufa State Petroleum Technological University” (a branch in Oktyabrsky)

ANALYSIS OF EFFICIENCY OF USING BOTTOM-HOLE AND ELECTRIC SUBMERSIBLE PUMPS IN RUSSIA

Abstract

The importance of oil and natural gas in the modern life of mankind can hardly be overestimated. Russia is one of the most influential states in the oil industry owning the largest reserves of hydrocarbon raw materials in the world. A high degree of oil recovery is closely interrelated with the processes of oil and gas production. In this article, we analyse methods of dual production time and identify positive qualities of using these processes for effective oil production.

Keywords: oil, dual production time, bottom-hole pump, electric submersible pump, oil recovery, multi-layer deposits.

Сложно переоценить существенное значение нефти и природного газа в современной жизни человечества. Нефтегазовая отрасль не только способствует международным экономическим отношениям, где использование и добыча нефти определяет степень экономического развития и уровень жизни населения страны, но и является одним из важных критериев политического взаимодействия (как в мирное время, так и в условиях возникающих военных конфликтов). Россия – одна из влиятельнейших государств в нефтедобывающей отрасли, являющаяся обладателем крупнейших резервов углеводородного сырья в мире. Высокая степень нефтеизвлечения тесно взаимосвязана с процессами добычи нефти и попутного газа. Уровень сложности добычи нефти зависит от большого количества параметров: размеры и структурно-механические свойства пластов-коллекторов, стадии разработки мест скоплений углеводородов и многих других факторов.  А, следовательно, для увеличения коэффициента нефтеотдачи необходимо учитывать данные характеристики при эксплуатации и разработки месторождений нефти, использовать добывающее оборудование в наиболее эффективных режимах.

В регионах, где процесс добычи нефти и попутного газа состоит на поздней стадии разработки, к которым относится Республика Татарстан, нефтеизвлечение усложняется ухудшением строения пластов, малыми размерами и высокой выработанностью месторождений. Время, когда нефть легко и просто добывалась, в международной добыче остаётся в прошлом. Остаточные трудноизвлекаемые запасы, которые являются существенными, состоят в низкопроницаемых пластах, а их раздельная разработка зачастую экономически накладна. С целью наиболее полного извлечения запасов необходимо привлечение в исследование всех существующих объектов в разрезе одной скважины, что является не всегда допустимым согласно научно-технологическим и геологическим обстоятельствам. Начиная с 1950-х годов в Поволжском регионе принялись производить работы по увеличению дебитов нефти в скважинах. Этому послужило специализированное оборудование для одновременно-раздельной эксплуатации пластов, целью которого являлась рационализация расходов, достигающаяся в результате совмещения эксплуатационных объектов с помощью специально предназначенного оборудования [1, C. 4]. Одновременно-раздельная эксплуатация (ОРЭ) – это совокупность действий, способных воздействовать через скважины на пропластки для создания условий выработки месторождения в наиболее оптимизированном режиме. ОРЭ осуществляется одновременно фонтанным и глубиннонасосными методами согласно моделям "фонтан - насос" (нижний пласт фонтанирует) и "насос - фонтан" (верхний пласт фонтанирует). Оборудование даёт возможность использовать любой из объектов в собственном установленном режиме (расход, забойное давление), без разделения продукции пластов при подъёме и транспорте. Иными словами, данный способ рассчитан с целью одновременно-раздельной эксплуатации двух, а то и свыше пластов одной скважиной. Задачами ОРЭ является:

• Увеличить дебит скважин за счет выбора оптимального режима работы пласта;
• Обеспечение постоянного коэффициента нефтеизвлечения эксплуатируемых пластов;
• Повышение дохода и снижение эксплуатационных  издержек;
• Осваивание многопластового месторождения [2, C. 40].

ОРЭ применяется, прежде всего, в тех скважинах, которые в разрезе имеют большие различия физико-химических свойств объединяемых пластов, в водонасыщенных скважинах при значительных перепадах давления и в скважинах с немалым расстоянием между объектами. Долголетние промысловые обследования подтверждают функциональность конструкции, и помимо прочего осуществимость контролирования и регулировки её характеристик.

В ходе усовершенствования технологий одновременно-раздельной эксплуатации двух и более пластов было сформировано специализированное оборудование, которое опускают в скважину, открывающую 2-3 пласта. Ведущим составляющим такого типа оборудования служит пакер, отделяющий пласты друг от друга и имеющий отдельные каналы для выхода жидкости на поверхность, а также штанговый насос со вспомогательным клапаном.

В международной практике имеется большое количество разновидностей установок для одновременно-раздельной эксплуатации, и все без исключения они имеют преимущества в жизнедеятельности. Это такие как ПИМ+ОРД, ЭЦН+ШГН, УЭЦН, ШГН+ШГН, ШГН+клапан и др. Мы же рассмотрим установки, которые производятся в ООО УК «Система-Сервис» в городе Альметьевск республики Татарстан. Именно там в 2007 году были изобретены установки, в которых продукция нижних пластов добывается погружным электроцентробежным насосом (ЭЦН), а верхних - скважинным штанговым глубинным насосом (ШГН), и называется исходная установка – ОРЭ ЭЦН+ШГН (Рис. 1), [3, C. 93].

Рис. 1 – ШГН+ЭЦН

Принцип работы такой установки является следующим: при перемещении плунжера вверх сперва доставляется продукция нижнего пласта, а в последствии достижения плунжером бокового клапана – продукция верхнего пласта. Нефтепродукция нижнего пласта сквозь кожух поступает во входной узел в центробежный насос, из которого затем перекачивается в колонну НКТ. Нефтепродукция верхнего пласта извлекается нагнетаемым штанговым насосом, который сообщён с межтрубным пространством боковым каналом. Проникая в коллектор продукций обоих пластов, происходит смешивание, что ведёт к поднятию по колонне НКТ. В конструкции ЭЦН+ШГН кожух нанизен лишь на погружной электродвигатель и замыкается на входном узле ЭЦН, что не даёт места накапливаться газу. Газ попадает за пределы НКТ сквозь входное устройство. Если же весь насос погрузить в кожуху, то начнёт накапливаться газ, который может нарушить деятельность насоса, что не совсем благоприятно повлияет на добычу продукции.

Данная установка предоставляет возможность эксплуатировать отдельно каждый из объектов на установленном режиме, не разделяя продукции пластов при подъёме. Продолжительные анализы обосновали как эффективность установки, так и допустимость контролирования и регулировки ее основных параметров.

Эффективность внедрения одновременно-раздельной эксплуатации ЭЦН+ШГН заключается в следующем:

• Значительное уменьшение объемов бурения за счет применения ствола одной скважины;
• Эксплуатация одновременно объектов с различными характеристиками и физико-химическими свойствами нефтей;
• Увеличение прибыльности отдельных скважин за счет присоединения иных объектов разработки или различных по свойствам пластов.
• Получение дополнительной нефти за счет разделения пластов.

Следовательно, технология ОРЭ позволяет значительно уменьшить затраты на добычу нефти.

В данный момент на объектах ОАО «Татнефть» с участием ООО УК «Система-Сервис» установка ОРЭ ЭЦН+ШГН введена более чем на 250 скважинах [4, C. 85].

Преимуществами одновременно-раздельной эксплуатации являются, прежде всего: уменьшение почти в 2 раза расходования средств на построение скважин и подготовки месторождений, в разработку вовлекаются ранее неиспользованные резервы нефти, темпы ввода мест скоплений углеводородов в разработку увеличиваются, сроки бурений скважины уменьшаются. Элементарность конструкций, расширение возможности регулирования дебита, обеспечение подсчета добываемой продукции из каждого пласта и прибавочный рост добычи нефти – всё это делает установку ЭЦН+ШГН наиболее прибыльной, рациональной и практичной в эксплуатации скважины и добыче нефти.

Список литературы / References

1. Хазипов Р. Г. Эффективность применения методов одновременно-раздельной добычи нефти из каширских и нижезалегающих залежей на восточном борту Мелекесской впадины / Р. Г. Хазипов, В. Г. Базаревская, К. М. Гарифов // Георесурсы. – 2015. – № 3 (62). – С. 3–6.
2. Заббаров Р. Г. Развитие одновременно-раздельной эксплуатации скважин / К. М. Тарифов, Н. Г. Ибрагимов, Р. Г. Заббаров // Нефть и жизнь. – 2008. – № 3 (39). – С. 40–41.
3. Сахнов Р. В. ОРЭ двух пластов с контролем депрессии / Р. В. Сахнов // Нефтегазовая Вертикаль. – 2011. – № 11. – С. 89–94.
4. Демидов А. В. Разработка трудноизвлекаемых запасов: подходы к эксплуатации двух пластов, связанных по вертикали проницаемым пропластком / А. В. Демидов // Вестник Пермского университета. – 2014. – № 3 (24). – С. 80–87.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Khazipov R. G., Bazarevskaya V. G., Garifov K.M. Effektivnost primeneniya metodov odnovremenno-razdelnoy dobychi nefti iz kashirskikh i nizhezalegayushchikh zalezhey na vostochnom bortu melekesskoy vpadiny [The Effectiveness of Applying Dual Methods for Extracting Oil from Kashirskian and Underlying Deposits on the Eastern Board of Melekessky Depression] / Khazipov R.G. // Georesursyi [Georesources]. – 2015. –  № 3 (62).  – P. 3-6. [in Russian]
2. Tarifov K. M., Ibragimov N. G., Zabbarov R. G., Razvitie odnovremenno-razdelnoy ekspluatatsii skvazhin [The development of Applying Dual Exploitation of wells] / Zabbarov R. G. // Neft I zhizn [Oil and live]. – 2008. – № 3 (39). –P. 40-41. [in Russian]
3. Sakhnov R. V., ORE dvukh plastov s kontrolem depressii [The ADE two stratums with depressive control] / Sakhnov R. V. // Neftegazovaya vertical [Oil and Gaz vertical]. – 2011. – № – P. 89-94/ [in Russian]
4. Demidov A. V., Razrabotka trudnoizvlekayemyikh zapasov: podkhodyi k ekspluatatsii dvukh plastov, svyazannyikh po verticali pronitsayemyim proplastkom [Hard-to-recover Oil Reserves: Development Techniques for Two Oil-bearing Reservours with Permeable Layer between them] / Demidov A.V. // Vestnik Permskogo universiteta [Bulletin of Perm University]. – 2014. – № 3 (24). – P. 80-87/ [in Russian]